零電流零電壓開(kāi)關(guān)交錯并聯(lián)雙管正激變換器的研究

1 引言

雙管正激變換器具有開(kāi)關(guān)管電壓應力低，不存在橋臂直通危險，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。但是，它的一個(gè)突出缺點(diǎn)是工作占空比要小于0.5，導致整流輸出的電壓和電流脈動(dòng)較大，使得濾波器的體積較大。為了克服這一缺點(diǎn)，可以采用交錯并聯(lián)結構，對于輸出端，有兩種并聯(lián)方式：一是在輸出濾波電容側并聯(lián)，二是在續流二極管側并聯(lián)。后者要優(yōu)于前者，因為，在輸出電流脈動(dòng)相同時(shí)，在續流二極管側并聯(lián)的濾波電感量是在輸出濾波電容側并聯(lián)的濾波電感量的1/2。本文研究的電路拓撲如圖1所示。采用交錯控制可以提高等效輸出占空比，提高變換器的等效頻率，減小輸出電流脈動(dòng)，進(jìn)而減小濾波器的體積^[1]。

圖1 交錯并聯(lián)雙管正激變換器原理圖

為了抑制開(kāi)關(guān)管上在關(guān)斷時(shí)由于變壓器漏感所產(chǎn)生的電壓尖峰，所以，在圖1的電路拓撲中采用了LCD無(wú)損吸收網(wǎng)絡(luò )^[2]。

2 工作過(guò)程分析

兩個(gè)變換器的變壓器的兩個(gè)副邊交錯并聯(lián)后，在輸出濾波電容處再串聯(lián)。為了簡(jiǎn)化分析，在圖2開(kāi)關(guān)模態(tài)等效電路中只畫(huà)了每個(gè)變壓器的一個(gè)副邊。并假設所有開(kāi)關(guān)和二極管均為理想器件，考慮變壓器輸出端的續流二極管和整流二極管的換流過(guò)程，MOSFET的漏源之間的結電容大小均為C_s；C₁=C₂，L₁=L₂；變壓器變比n=N₁/N₂，兩變壓器的漏感大小均為L_lk；濾波電感足夠大，這樣濾波電感和濾波電容及負載電阻可以看成一個(gè)電流為I_o的恒流源。

（a）模態(tài)1

（b）模態(tài)2

（c）模態(tài)3

（d）模態(tài)4

（e）模態(tài)5

（f）模態(tài)6